本实用新型涉及机械手相关设备领域，特别是一种可自动旋转的搬运机械手。
背景技术：
随着工厂自动化水平不断提高，工厂生产效率逐渐提高，但工厂中的大型结构件以及生产资料，一般超过80公斤，需要由多人搬运，严重影响了生产效率以及生产安全。
在专利cn201610276506.4-搬运机械手中，通过手抓机构实现抓取动作。通过手指液压缸驱动手指开合，进而对物体进行抓取作业；通过二个手抓液压马达以同向同速或反方同速转动实现手指抓取机构围绕一号轴和二号轴90°公转或三号轴360°自转，调整抓取姿势；通过手腕关节实现手抓机构360度自转；通过手腕液压马达带动手腕回转轴旋转，进一步的实现手抓机构360度旋转运动，通过手臂关节实现手抓机构以及l型臂在圆形范围运动；通过手臂液压马达带动手臂回转轴旋转，进一步的实现手抓机构以及l型臂在圆形范围运动；通过四杆机构实现手抓机构上下移动；通过四杆机构的液压缸带动大臂一端上下运动，通过杠杆原理实现手抓机构上下移动；通过腰关节实现手抓机构、l型臂和四杆机构在圆形范围360°运动；通过腰部液压马达带动腰部回转轴旋转，实现手抓机构、l型臂和四杆机构在圆形范围360°运动；通过支撑液压缸伸出，将整个装置顶去起，实现整个装置停驻。
但是，现有的搬运机械手在搬运过程中，由于货物搬运的角度需要进行旋转，而大部分的搬运机械手旋转都需要通过控制器进行控制，无法快速的按照工作人员的意愿进行自动旋转。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种可自动旋转的搬运机械手，具有自动旋转的功能，解决了现有搬运机械手在搬运货物需要转动时无法快速按照工作人员的意愿进行转动的问题，通过扭矩传感器进行检测货物的受力情况，从而通过转动抓取手抓带动货物进行自动旋转，有效的节省了工作人员的操作，使搬运机械手更加的实用。
实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种可自动旋转的搬运机械手，包括搬运车，所述搬运车上安装有机械臂装置，所述搬运车上安装有控制器，所述机械臂装置上设有扭矩感应式自动旋转装置，所述扭矩感应式自动旋转装置上安装有伸缩式抓取装置；
所述扭矩感应式自动旋转装置包括抓取臂，所述抓取臂下表面中心处开有旋转凹槽，所述旋转凹槽内部上下两端安装有旋转轴承，所述旋转轴承内安装有旋转轴，所述两个旋转轴之间安装有限位转动轴，所述限位转动轴上套装有圆环形摩擦片，所述圆环形摩擦片与限位转动轴固定连接，所述限位转动轴上下两端安装有限位挡板，所述限位挡板侧表面外端开有若干滚珠孔，所述滚珠孔均匀分布在限位挡板上，所述滚珠孔内安装有滚动滚珠，所述旋转凹槽内部中心处安装有三个电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端安装有弧形挡板，所述弧形挡板与滚动滚珠滑动连接，所述弧形挡板的内径与限位转动轴的直径相同，所述弧形挡板侧表面上安装有弧形摩擦片，所述弧形摩擦片与圆环形摩擦片活动接触，所述电动伸缩杆的下方安装有斜支撑杆，所述斜支撑杆的两端分别与电动伸缩杆和旋转凹槽固定连接，所述旋转凹槽内部上方安装有旋转电机，所述旋转电机的下方安装有减速机，所述减速机的输入端与旋转电机的旋转端固定连接，所述减速机的输出端与旋转轴之间安装有静态扭矩传感器，所述静态扭矩传感器与旋转凹槽固定连接；
所述伸缩式抓取装置包括所述旋转轴下端安装有抓取底座，所述抓取底座内部上表面中心处安装有抓取电机，所述抓取电机的旋转端安装有主动皮带轮，所述抓取底座下表面四角处安装有抓取柱，所述抓取柱内部两侧设有两个抓取轴，所述抓取轴与抓取柱之间通过抓取轴承和抓取轴承座连接，所述两个抓取轴之间通过齿轮组连接，所述其中一个抓取轴的上方安装有双槽皮带轮，所述双槽皮带轮之间安装有传动皮带，所述其中一个双槽皮带轮与主动皮带轮之间套装有驱动皮带，所述抓取柱上安装有伸缩托板装置。
所述伸缩托板装置包括所述抓取柱外侧表面下方开有滑动托板口，所述滑动托板口内活动安装有滑动托板，所述滑动托板上表面开有齿轮凹槽，所述齿轮凹槽内部两侧侧表面上安装有齿轮槽导轨，所述抓取轴下端安装有抓取齿轮，所述抓取齿轮与齿轮槽导轨相咬合。
所述机械臂装置包括所述搬运车上表面中心处安装有三轴自动化机械手臂，所述三轴自动化机械手臂的一端与抓取臂固定连接。
所述滑动托板内部开有方形通槽，所述相对应的两个方形通槽内活动安装有支撑横杠。
所述电动伸缩杆与弧形挡板之间安装有压力传感器。
所述抓取底座下表面中心处安装有水平传感器。
所述弧形挡板的外径大于旋转轴的直径。
所述滑动托板的一端为倾斜表面。
利用本实用新型的技术方案制作的一种可自动旋转的搬运机械手：
本搬运机械手，通过静态扭矩传感器检测抓取底座的受力情况，从而根据扭矩的大小和方向控制旋转电机进行相应的转动，从而进行自动旋转，方便了工作人员的控制，同时又可以节省工作人员的操作，同时通过弧形挡板与限位转动轴之间的摩擦力进行限位保护，从而保证搬运机械手搬运时的稳定性，并且通过弧形挡板的支撑，可以有效的保证搬运较重货物时旋转轴不会发生脱落的情况，从而有效的保证装置的运行；
本搬运机械手，通过在四个抓取柱上设置可以伸缩的滑动托板，从而通过滑动托板将货物进行搬运，并通过在滑动托板内插入支撑横杠，从而有效的保证滑动托板的强度，防止滑动托板发生变形，同时通过从货物的底部进行搬运，可以有效的保证货物搬运不受损伤，保证货物的安全性。
附图说明
图1是本实用新型所述一种可自动旋转的搬运机械手的结构示意图；
图2是本实用新型所述扭矩感应式自动旋转装置的示意图；
图3是本实用新型所述扭矩感应式自动旋转装置的局部放大图；
图4是本实用新型所述伸缩式抓取装置的示意图；
图5是本实用新型所述抓取轴的示意图；
图6是本实用新型所述滑动托板的示意图；
图中，1、搬运车；2、控制器；3、抓取臂；4、旋转凹槽；5、旋转轴承；6、旋转轴；7、限位转动轴；8、圆环形摩擦片；9、限位挡板；10、滚珠孔；11、滚动滚珠；12、电动伸缩杆；13、弧形挡板；14、弧形摩擦片；15、斜支撑杆；16、旋转电机；17、减速机；18、静态扭矩传感器；19、抓取底座；20、抓取电机；21、主动皮带轮；22、抓取柱；23、抓取轴；24、抓取轴承；25、抓取轴承座；26、齿轮组；27、双槽皮带轮；28、传动皮带；29、驱动皮带；30、滑动托板口；31、滑动托板；32、齿轮凹槽；33、齿轮槽导轨；34、抓取齿轮；35、三轴自动化机械手臂；36、方形通槽；37、支撑横杠；38、压力传感器；39、水平传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如图1-6所示，在本实施方案中：
在本装置中，可通过在搬运车1上放置蓄电池组，从而通过蓄电池组向装置进行供电，蓄电池组与控制器2、电动伸缩杆12、旋转电机16、抓取电机20、三轴自动化机械手臂35电性连接进行供电，控制器2的型号为fx1n-40mt-001型号的plc控制器，控制器2的控制信号输出端通过晶体管分别与电动伸缩杆12、旋转电机16、抓取电机20和三轴自动化机械手臂35电性连接，控制器2的信号接受端通过晶体管与静态扭矩传感器18、压力传感器38和水平传感器39的信号发送端电性连接，从而控制装置的运行。
本申请的创造点在于扭矩感应式自动旋转装置的结构设计，结合附图1、附图2和附图3，扭矩感应式自动旋转装置包括抓取臂3，抓取臂3下表面中心处开有旋转凹槽4，旋转凹槽4内部上下两端安装有旋转轴承5，旋转轴承5内安装有旋转轴6，两个旋转轴6之间安装有限位转动轴7，限位转动轴7上套装有圆环形摩擦片8，圆环形摩擦片8与限位转动轴7固定连接，限位转动轴7上下两端安装有限位挡板9，限位挡板9侧表面外端开有若干滚珠孔10，滚珠孔10均匀分布在限位挡板9上，滚珠孔10内安装有滚动滚珠11，旋转凹槽4内部中心处安装有三个电动伸缩杆12，电动伸缩杆12的伸缩端安装有弧形挡板13，弧形挡板13与滚动滚珠11滑动连接，弧形挡板13的内径与限位转动轴7的直径相同，弧形挡板13侧表面上安装有弧形摩擦片14，弧形摩擦片14与圆环形摩擦片8活动接触，电动伸缩杆12的下方安装有斜支撑杆15，斜支撑杆15的两端分别与电动伸缩杆12和旋转凹槽4固定连接，旋转凹槽4内部上方安装有旋转电机16，旋转电机16的下方安装有减速机17，减速机17的输入端与旋转电机16的旋转端固定连接，减速机17的输出端与旋转轴6之间安装有静态扭矩传感器18，静态扭矩传感器18与旋转凹槽4固定连接；通过静态扭矩传感器18进行检测货物的受力情况，从而根据受力情况控制旋转电机16进行相应方位的旋转，通过受力的大小进行控制旋转角度的大小，从而可根据工作人员的意愿进行角度的自动调节，从而方便工作人员的使用，可有效的节省工作人员的操作，同时通过弧形挡板13上设置的弧形摩擦片14与限位转动轴7上的圆环形摩擦片8的摩擦力进行固定旋转轴6，从而保证货物搬运过程中的稳定性，防止货物发生晃动，通过弧形挡板13与上下两个限位挡板9的限位滑动连接，从而有效的保证了搬运机械手在搬运较重货物时，旋转轴6不会发生脱落的情况，从而使装置能够平稳、安全的运行。
本申请的创造点在于伸缩式抓取装置的结构设计，结合附图1、附图4、附图5和附图6，伸缩式抓取装置包括旋转轴6下端安装有抓取底座19，抓取底座19内部上表面中心处安装有抓取电机20，抓取电机20的旋转端安装有主动皮带轮21，抓取底座19下表面四角处安装有抓取柱22，抓取柱22内部两侧设有两个抓取轴23，抓取轴23与抓取柱22之间通过抓取轴承24和抓取轴承座25连接，两个抓取轴23之间通过齿轮组26连接，其中一个抓取轴23的上方安装有双槽皮带轮27，双槽皮带轮27之间安装有传动皮带28，其中一个双槽皮带轮27与主动皮带轮21之间套装有驱动皮带29，抓取柱22外侧表面下方开有滑动托板口30，滑动托板口30内活动安装有滑动托板31，滑动托板31上表面开有齿轮凹槽32，齿轮凹槽32内部两侧侧表面上安装有齿轮槽导轨33，抓取轴23下端安装有抓取齿轮34，抓取齿轮34与齿轮槽导轨33相咬合，滑动托板31内部开有方形通槽36，相对应的两个方形通槽36内活动安装有支撑横杠37；通过抓取电机20的转动带动滑动托板31进行伸缩，从而将货物进行抬起，并且通过支撑横杆37插入到滑动托板31内，从而有效的保证了滑动托板31的强度，使货物搬运更加的安全、稳定，通过抓取电机20带动四个滑动托板31进行伸缩，可以有效的节省装置的成本，使装置结构更加简单。
在本装置中，机械臂装置通过安装在搬运车1上的三轴自动化机械手臂35进行调节抓取臂3的位置，从而方便抓取臂3进行货物的搬运和存放，同时通过水平传感器39与三轴自动化机械手臂35的配合，使抓取底座19始终保持水平，从而平稳的进行货物的搬运，保证货物的安全。
本装置的工作原理为：当需要进行搬运货物时，工作人员通过手动将搬运车1移动到货物一旁；
此时控制三轴自动化机械手臂35开始工作，三轴自动化机械手臂35控制抓取臂3开始进行调节，使抓取臂3下端的抓取底座移动到货物上方，再通过三轴自动化机械手臂35控制抓取臂3开始向下移动，使货物位于四个抓取柱22的中心处；
此时控制抓取电机20开始工作，抓取电机20旋转带动主动皮带轮21转动，主动皮带轮21通过驱动皮带29的作用带动其中一个双槽皮带轮27开始转动，双槽皮带轮27通过传动皮带28的作用带动其他的双槽皮带轮27转动，使四个双槽皮带轮27进行同步转动，双槽皮带轮27转动带动抓取轴23开始转动，抓取轴23通过齿轮组26的作用使另一个抓取轴23进行反向转动，而抓取轴23的转动带动抓取齿轮34开始转动，通过两个转动方向相反的抓取齿轮34的转动，从而使滑动托板31缓慢的从滑动托板口30内滑出，并通过滑动托板31一端的倾斜表面，将货物移动到滑动托板31的上方，从而完成货物的抓取；
货物抓取完成后，当货物重量较大时，此时工作人员可通过手动将支撑横杠37插入到相对应的一组滑动托板31内的方形通槽36内，从而进行支撑滑动托板31，防止货物重量过大而导致滑动托板31发生变形而导致货物脱落，当货物重量较小时，则无需插入支撑横杠37；
此时通过控制三轴自动化机械手臂35开始上升，从而将货物抬起，此时工作人员便可通过手动推动搬运车1移动，从而进行货物的搬运，在搬运过程中，当需要进行货物旋转时，此时工作人员可通过控制器2控制旋转电机16工作控制货物进行旋转，也可通过手动推动抓取底座19进行转动，控制货物进行旋转；
当工作人员推动抓取底座19时，抓取底座19将推动力传递给旋转轴6，从而使旋转轴6产生扭力，通过静态扭力传感器18检测旋转轴6受到的扭力情况，从而根据静态扭力传感器18检测的扭力大小和扭力方向，控制旋转电机16开始工作，同时控制电动伸缩杆12开始收缩，电动伸缩杆12收缩时弧形挡板13开始收缩，从而使弧形摩擦片14与圆环形摩擦片8脱离，从而使旋转轴6可以进行转动，此时旋转电机16旋转带动减速机17转动，减速机17带动旋转轴6转动，从而使抓取底座19开始沿着受力方向进行旋转，而当抓取底座19旋转到扭力相对应的角度后，控制旋转电机16停止工作，同时控制电动伸缩杆伸出，使弧形摩擦片14与圆环形摩擦片8接触，旋转轴6由于通过弧形摩擦片14与圆环形摩擦片8的摩擦而进行固定，工作人员可通过推动抓取底座19若干次，从而使货物调节到合适位置；
当工作人员直接控制旋转电机16进行转动时，控制器2先控制电动伸缩杆12收缩，将旋转轴6进行释放，使旋转轴6可以进行转动，再控制旋转电机16转动，从而使旋转轴6带动抓取底座19进行旋转，当旋转到合适位置后，则控制旋转电机16停止共工作，同时控制电动伸缩杆12伸出，将旋转轴6进行锁定；
此时工作人员便可控制抓取电机20反向转动，抓取电机20反向转动，从而使抓取轴23带动抓取齿轮34反向转动，从而使滑动托板31从货物的底部抽出，从而将货物放下；
当滑动托板31内部插入支撑横杠37内时，工作人员需先通过手动将支撑横杠37抽出后，再控制抓取电机20反向转动，从而将货物放下；
在装置运行过程中，通过压力传感器38进行检测弧形挡板13与限位转动轴7之间的压力，当压力达到设定值时，则表明弧形摩擦片14与圆环形摩擦片8之间的摩擦力达到设定值，此时旋转轴6已经被固定；
在装置运行过程中，通过水平传感器39进行检测抓取底座19的水平度，当抓取底座19的水平度低于设定值时，则通过控制三轴自动化机械手臂进行调节，从而使抓取底座19的水平度处于固定范围内，从而保证货物的平稳运输，防止货物运输过程中发生掉落而导致货物损坏。
上述技术方案仅体现了本实用新型技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本实用新型的原理，属于本实用新型的保护范围之内。
1.一种可自动旋转的搬运机械手，包括搬运车（1），所述搬运车（1）上安装有机械臂装置，所述搬运车（1）上安装有控制器（2），其特征在于，所述机械臂装置上设有扭矩感应式自动旋转装置，所述扭矩感应式自动旋转装置上安装有伸缩式抓取装置；
所述扭矩感应式自动旋转装置包括抓取臂（3），所述抓取臂（3）下表面中心处开有旋转凹槽（4），所述旋转凹槽（4）内部上下两端安装有旋转轴承（5），所述旋转轴承（5）内安装有旋转轴（6），所述两个旋转轴（6）之间安装有限位转动轴（7），所述限位转动轴（7）上套装有圆环形摩擦片（8），所述圆环形摩擦片（8）与限位转动轴（7）固定连接，所述限位转动轴（7）上下两端安装有限位挡板（9），所述限位挡板（9）侧表面外端开有若干滚珠孔（10），所述滚珠孔（10）均匀分布在限位挡板（9）上，所述滚珠孔（10）内安装有滚动滚珠（11），所述旋转凹槽（4）内部中心处安装有三个电动伸缩杆（12），所述电动伸缩杆（12）的伸缩端安装有弧形挡板（13），所述弧形挡板（13）与滚动滚珠（11）滑动连接，所述弧形挡板（13）的内径与限位转动轴（7）的直径相同，所述弧形挡板（13）侧表面上安装有弧形摩擦片（14），所述弧形摩擦片（14）与圆环形摩擦片（8）活动接触，所述电动伸缩杆（12）的下方安装有斜支撑杆（15），所述斜支撑杆（15）的两端分别与电动伸缩杆（12）和旋转凹槽（4）固定连接，所述旋转凹槽（4）内部上方安装有旋转电机（16），所述旋转电机（16）的下方安装有减速机（17），所述减速机（17）的输入端与旋转电机（16）的旋转端固定连接，所述减速机（17）的输出端与旋转轴（6）之间安装有静态扭矩传感器（18），所述静态扭矩传感器（18）与旋转凹槽（4）固定连接；
所述伸缩式抓取装置包括所述旋转轴（6）下端安装有抓取底座（19），所述抓取底座（19）内部上表面中心处安装有抓取电机（20），所述抓取电机（20）的旋转端安装有主动皮带轮（21），所述抓取底座（19）下表面四角处安装有抓取柱（22），所述抓取柱（22）内部两侧设有两个抓取轴（23），所述抓取轴（23）与抓取柱（22）之间通过抓取轴承（24）和抓取轴承座（25）连接，所述两个抓取轴（23）之间通过齿轮组（26）连接，所述其中一个抓取轴（23）的上方安装有双槽皮带轮（27），所述双槽皮带轮（27）之间安装有传动皮带（28），所述其中一个双槽皮带轮（27）与主动皮带轮（21）之间套装有驱动皮带（29），所述抓取柱（22）上安装有伸缩托板装置。
2.根据权利要求1所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述伸缩托板装置包括所述抓取柱（22）外侧表面下方开有滑动托板口（30），所述滑动托板口（30）内活动安装有滑动托板（31），所述滑动托板（31）上表面开有齿轮凹槽（32），所述齿轮凹槽（32）内部两侧侧表面上安装有齿轮槽导轨（33），所述抓取轴（23）下端安装有抓取齿轮（34），所述抓取齿轮（34）与齿轮槽导轨（33）相咬合。
3.根据权利要求1所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述机械臂装置包括所述搬运车（1）上表面中心处安装有三轴自动化机械手臂（35），所述三轴自动化机械手臂（35）的一端与抓取臂（3）固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述滑动托板（31）内部开有方形通槽（36），所述相对应的两个方形通槽（36）内活动安装有支撑横杠（37）。
5.根据权利要求1所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述电动伸缩杆（12）与弧形挡板（13）之间安装有压力传感器（38）。
6.根据权利要求1所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述抓取底座（19）下表面中心处安装有水平传感器（39）。
7.根据权利要求1所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述弧形挡板（13）的外径大于旋转轴（6）的直径。
8.根据权利要求2所述的一种可自动旋转的搬运机械手，其特征在于，所述滑动托板（31）的一端为倾斜表面。
技术总结